稀土熱穩(wěn)定劑之所以有上述性能是由于稀土離子電子結(jié)構(gòu)所決定。量子化學(xué)指出：稀土離子均有許多空4f、5d空電子能級（電子軌道）它們作為配位中心離子可接受6~12個配位體的孤電子對，同時它又有較大的離子半徑。因而有可能形成6~12個鍵能不等的配位鍵，即絡(luò)合鍵。這個特性使稀土熱穩(wěn)定劑有如下功能：除了能與3個或4個HCl分子形成離子鍵以外，還可能吸附若干個HCl分子形成鍵能不等的絡(luò)合物，這就大大減少了作為熱降解催化劑自由HCl的濃度，從而有效地降低了HCl催化降解反應(yīng)速度；亦可與PVC鏈上不穩(wěn)定的氯原子絡(luò)合，使之有可能趨于穩(wěn)定（以上這些作用在溫度較低時為明顯，如軟制品中）從而顯示高熱穩(wěn)定效率。當(dāng)然一個稀土離子極可能同時與兩個PVC鏈上的不穩(wěn)定氯原子形成配位鍵，使PVC分子間的作用力得增強(qiáng)，這有利于塑化時剪切力的傳遞，因而稀土穩(wěn)定劑有促進(jìn)塑化能力；并增強(qiáng)了制品的韌性。同時亦因此而增加了熔體粘度，造成磨擦熱的增大，使PVC易于分解，亦由于稀土離子易與聚氯乙烯形成絡(luò)合鍵，增大了稀土穩(wěn)定劑及RECl3與PVC的相容性，因而有可能使稀土熱穩(wěn)定劑及參加熱穩(wěn)定化后生成的典型離子化合物RECl3對PVC的透明度的影響較小。含氧填料與氯原子相似亦有幾個孤電子對，作為配位體亦能與稀土離子形成配位鍵，形成絡(luò)合物。（事實(shí)表明La與O2親合力很強(qiáng)，參看有關(guān)書籍）另一方面稀土離子又與PVC有較強(qiáng)的絡(luò)合力，因而使含氧填料在PVC中相與相的界面不明顯，改善了含氧填料與PVC的相容性，減少因加入填料這種非均相物質(zhì)帶來的某些相間的缺陷，（這些缺陷造成或一些力學(xué)品質(zhì)下降）這就有可能在不影響力學(xué)性能的前提下，適當(dāng)增加填料的加入量。

    稀土元素的價電子能級與其空電子能級的能級差比較小。如6S電子能級為6.0（相對值）4f電子能級為6.1，5d電子能級為6.4（注：6S2，5d1雜化后，能級應(yīng)比6.4更低）[4]另一方面其離子半徑較大（第六周期元素）核電荷對電子的束搏力較小，因此它們的電子在外力（光、熱等）作用下，電子較易由基態(tài)越遷到比較高的能級中，處于激發(fā)態(tài)，然后通過放出熒光返回基態(tài)，因而稀土熱穩(wěn)定劑能吸收紫外光，提高PVC的耐候性。

    我國是稀土資源大國（占總貯量80%）亦是產(chǎn)量大國，以由于礦型的原因，富集較容易，冶煉成本低；三價鑭、鈰離子本身無色、無毒、亦無放射性雜質(zhì)，這些因素均為我國開發(fā)稀土熱穩(wěn)定劑提供了得天獨(dú)厚的有利條件，順應(yīng)范圍對環(huán)保要求日益嚴(yán)峻的形勢，大力開發(fā)無鉛、無鎘、低毒稀土熱穩(wěn)定劑是有重要經(jīng)濟(jì)及社會意義。
 

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